航海模擬器中纜繩作業(yè)的仿真研究.pdf

1、船舶在進(jìn)港靠泊的過程中,最重要的一步就是把第一根纜繩系在纜樁上,具體操作過程為甲板船員把撇纜繩一端的撇纜頭投擲到岸上,由帶纜工通過撇纜繩把大纜繩的琵琶頭拖拽上岸套在纜樁上。其中撇纜是甲板部船員的一項重要基本技能。傳統(tǒng)的培訓(xùn)方式是在專門的訓(xùn)練場地,由專業(yè)人員演示,然后學(xué)員模仿反復(fù)練習(xí)。這種培訓(xùn)具有占用場地大、易受天氣影響、具有一定的危險性等缺點(diǎn)。隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)和仿真技術(shù)的快速發(fā)展,開發(fā)撇纜作業(yè)的模擬器成為可能。如果撇纜作業(yè)的培訓(xùn)可以在模

2、擬器上完成,這無疑改善了培訓(xùn)條件,解決了傳統(tǒng)培訓(xùn)的弊端。為了達(dá)到上述目的本文主要做了如下研究:
　　 1.基于集中質(zhì)量方法,利用經(jīng)典的彈簧質(zhì)點(diǎn)模型對撇纜繩進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模,實現(xiàn)了撇纜繩的可視化仿真;
　　 2.在彈簧質(zhì)點(diǎn)模型的基礎(chǔ)上,將質(zhì)點(diǎn)近似為集中質(zhì)量的球單元,彈簧近似為具有一定質(zhì)量的桿單元,引入了Kawabata拉伸張力模型,考慮了空氣動力的影響,建立了撇纜繩運(yùn)動的數(shù)學(xué)模型;
　　 3.利用OpenGL圖形庫函